CN104829068A - 一种高浓度难降解废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高浓度难降解废水的处理方法，包括如下步骤：1）沉淀：将废水流入沉淀池，去除废水中比重大于水的颗粒物；2）厌氧处理：将沉淀处理后的废水进行厌氧处理；3）氧化处理：对厌氧处理后的废水进行氧化处理；所述氧化处理包括采用强氧化剂、纯氧曝气或臭氧氧化的方式进行氧化处理；4）无机陶瓷膜反应器：将氧化处理后的水通入无机陶瓷膜反应器中，通过无机陶瓷膜反应器中的好氧微生物将水中的有机物利用分解，并通过无机陶瓷膜组件过滤截留出水，将微生物及杂质截留在反应器中，清水成为最终出水。本发明简化了传统处理工艺，取得良好的废水处理效果，对废水水质波动的抵抗能力和对污染物的降解能力大大加强。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种高浓度难降解废水的处理方法。
背景技术
工业废水是指工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物；对于工业废水，常规的处理方法是采用“沉淀＋厌氧＋多级好氧＋沉淀＋过滤＋活性炭吸附”的组合工艺，其中的好氧级数取决于工业废水的难处理程度，好氧的氧气源来源于传统鼓风机；然而，这种工艺处理方法存在以下不足：
1）工艺流程长，占地面积大；
2）传统的组合工艺对于高浓度难降解废水的解决办法只是增加好氧处理的级数，并未从“量变”发展为“质变”，不能显著提高工业废水的可生化性，也不能强化处理系统对废水的降解能力；
3）传统工艺中使用活性炭的目的是吸附传统工艺无法处理的有机污染物，这种活性炭在使用一定时间后会达到饱和状态，活性炭达到饱和后需要再生或重新购买，因而过程复杂，运行费用较高。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种高浓度难降解废水的处理方法。
实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高浓度难降解废水的处理方法，包括如下步骤：
1）沉淀：将废水流入沉淀池中，去除废水中比重大于水的颗粒物；其中，沉淀时间为1.0～2.5 h；
2）厌氧处理：对步骤1）沉淀处理后的废水进行厌氧处理；其中厌氧处理的时间为10～40 h；
3）氧化处理：对步骤2）厌氧处理后的废水进行氧化处理；所述氧化处理包括采用强氧化剂、纯氧曝气或臭氧氧化的方式进行氧化处理；
4）无机陶瓷膜反应器：将步骤3）氧化处理后的水通入无机陶瓷膜反应器中，通过无机陶瓷膜反应器中的好氧微生物将水中的有机物利用分解，并通过无机陶瓷膜组件过滤截留出水，将微生物及杂质截留在反应器中，清水成为最终出水；其中，无机陶瓷膜反应器的处理时间为6~7 h。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明主要用于处理含有高浓度COD或难降解COD的工业废水或其他废水，如：纺织印染废水、制药废水、垃圾渗滤液等，对现有高浓度难降解废水的处理工艺进行改进，使其达到相应的废水处理排放标准提出“沉淀＋厌氧＋高级氧化-无机陶瓷膜反应器”处理工艺，将处理环节由6个缩减为3个，简化了处理工艺流程，节约了处理时间；其中高级氧化处理和无机陶瓷膜反应器是本发明方法的核心工艺，先通过纯氧曝气、臭氧氧化或投加强氧化剂的方式，将废水中的有机物进行强制氧化，将大分子或环状分子难生物降解污染物氧化破链形成小分子和链状分子，然后利用反应器中的好氧活性污泥对氧化破链形成的小分子和链状分子进行深度降解，最后将好氧活性污泥处理后的废水通过无机陶瓷膜截留出水中的活性污泥，使反应器中的活性污泥达到传统好氧工艺的5~8倍，使活性污泥的浓度达到15000~24000 mg/L，高浓度、多样性的活性污泥使得本发明方法对废水水质波动的抵抗能力和对污染物的降解能力大大加强，进一步保证了本发明方法的处理效果，达到了质变的效果。
2、本发明处理工艺方法中采用无机陶瓷膜具有化学稳定性高、能耐酸碱、耐有机溶剂、抗化学腐蚀、抗微生物降解、耐高温以及机械强度高等优点；且使用的无机陶瓷膜具有强抗氧化性，能够在高氧化还原电位环境中无损工作，克服了有机膜不能与强氧化剂联用的缺陷。
3、本发明处理方法中使用的强氧化剂不仅具有强制氧化作用，而且能够同时将无机膜表面的污染物氧化去除，具有抗膜污染的作用，保证了无机陶瓷膜能够正常发挥处理功效。
4、本发明使用的无机膜通量大，纯水通量可达1000L/m2·h，单位时间内的污水处理能力使传统有机膜的2~4倍，处理效率高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。本实施案例在以本发明技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于以下的实施例。
实施例1 一种高浓度难降解废水的处理方法，包括如下步骤：
某制药废水，每日废水产生量800 t/d，具体水质如下表1所示：
表1 未经处理前废水的水质情况（单位：mg/L）
| 指标 | COD | 总磷 | 氨氮 | BOD5 | SS |
| 数值 | 16420 | 3.3 | 48 | 2040 | 2300 |
具体采用如下方法对上述制药废水进行处理：
1）将制药废水自流进入沉淀池，去除大的颗粒物，沉淀时间2 h；沉淀池的表面水力负荷为1.2 m3/（m2·h）
2）对步骤1）沉淀池处理后的水进行厌氧处理；其中，所述厌氧处理中采用的厌氧菌是经驯化之后的细菌，主要包括脱硫弧菌属、硝酸盐还原细菌、脱氮硫杆菌、脱氮极毛杆菌、脱硫肠状菌属、产甲烷杆菌属和产甲烷球菌属；厌氧处理时间为40 h；
在厌氧微生物的处理下，将废水中的有机物、氮、磷等污染物进行去除，同时厌氧微生物还具有沉降作用，将吸收了有机物、氮、磷的微生物沉淀到池底，因此只有上清液进入下一个工艺。
3）将步骤2）厌氧处理后的水进行双氧水氧化处理1 h；其中，双氧水的加药量为60 L/吨废水，双氧水的质量浓度为35%；
采用氧化处理的方式，将废水中的有机物进行强制氧化，将大分子或环状分子污染物氧化破链形成小分子和链状分子。
4）将步骤3）双氧水氧化处理后的水通入无机陶瓷膜反应器中，通过反应器中好氧活性污泥的好氧微生物（包括好氧细菌和原生动物；所述好氧细菌包括假单胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属、微杆菌属、黄杆菌属和粪大肠菌属；所述原生动物包括粗袋鞭虫、沟钟虫和小口钟虫）将水中的有机物利用分解，并通过无机陶瓷膜组件过滤，将微生物及杂质截留在反应器中，而清水则成为最终出水。无机陶瓷膜反应器的停留时间为6 h，曝气方式为连续曝气，无机陶瓷膜选用板式中空纤维陶瓷膜，无机陶瓷膜的运行通量为40 L/（m2·h），无机陶瓷膜的孔径为0.1 μm。
利用无机陶瓷反应器中的好氧活性污泥对氧化破链形成的小分子和链状分子进行深度降解；最后将好氧活性污泥处理后的废水通过无机陶瓷膜截留出水中的活性污泥，并由出水口排出处理后的水。
本实施例中废水经过上述方法处理后，对出水水质进行检测，具体水质如表2，同时对比污水综合排放标准GB8978-1996 的一级标准可知，高浓度制药废水通过本实施例处理后能够达标排放。
表2 实施例1处理后水质检测结果（单位：mg/L）
| 指标 | COD | 总磷 | 氨氮 | BOD5 | SS |
| 数值 | 63 | 0.30 | 4.1 | 10 | 0 |
| GB8978一级标准 | 100 | 0.5 | 15 | 30 | 70 |
实施例2 一种高浓度难降解废水的处理方法，包括如下步骤：
与实施例1的不同之处在于步骤3）中不通过双氧水的氧化作用进行氧化处理，而是通过用纯氧曝气的方式来对废水进行处理后再进入无机陶瓷膜反应器。
纯氧曝气采用微孔连续曝气方式，停留时间为2 h，纯氧的纯度为95%。通过纯氧曝气处理后的废水自流进入无机陶瓷膜反应器。对出水水质进行检测，具体水质如表3，同时对比污水综合排放标准GB8978-1996 的一级标准可知，高浓度制药废水通过本实施例处理后有显著效果，可以达标排放。
表3 实施例2处理后水质检测结果（单位：mg/L）
| 指标 | COD | 总磷 | 氨氮 | BOD5 | SS |
| 数值 | 89 | 0.4 | 3.6 | 27 | 0 |
| GB8978一级标准 | 100 | 0.5 | 15 | 30 | 70 |
实施例3 一种高浓度难降解废水的处理方法，包括如下步骤：
与实施例1的不同之处在于步骤3）中不通过双氧水的氧化作用进行氧化处理，而是通过加入臭氧的方式来对废水进行氧化处理后，再进入无机陶瓷膜反应器。
将臭氧通入步骤2）厌氧处理后的水中，进行臭氧氧化处理30 min；水中的臭氧浓度为10 mg/L；臭氧氧化处理后的废水自流进入无机陶瓷膜反应器。对出水水质进行检测，具体水质如表4，同时对比污水综合排放标准GB8978-1996 的一级标准可知，高浓度制药废水通过本实施例处理后能够达标排放。
表4 实施例3处理后水质检测结果（单位：mg/L）
| 指标 | COD | 总磷 | 氨氮 | BOD5 | SS |
| 数值 | 79 | 0.35 | 4.7 | 17 | 0 |
| GB8978一级标准 | 100 | 0.5 | 15 | 30 | 70 |
实施例4 一种高浓度难降解废水的处理方法，包括如下步骤：
与实施例1的不同之处在于步骤3）中不通过双氧水的氧化作用进行氧化处理，而是采用芬顿试剂来对废水进行处理后再进入无机陶瓷膜反应器。
采用芬顿试剂，芬顿试剂的反应时间为30 min；具体地：先将待处理废水的pH值用硫酸调至4～5，然后加入硫酸亚铁和双氧水（即芬顿试剂），混合均匀，硫酸亚铁和双氧水的质量比为2:1，处理30 min后再用氢氧化钠将处理后的废水调至中性。处理后废水自流进入无机陶瓷膜反应器。对出水水质进行检测，具体水质如表5，同时对比污水综合排放标准GB8978-1996 的一级标准可知，高浓度制药废水通过本实施例处理后能够达标排放。与实施例1对比，本实施例的效果略优于实施例1的效果，但是建设成本和运行成本高于实施例1。
表5 实施例4处理后水质检测结果（单位：mg/L）
| 指标 | COD | 总磷 | 氨氮 | BOD5 | SS |
| 数值 | 59 | 0.25 | 3.1 | 10 | 0 |
| GB8978一级标准 | 100 | 0.5 | 15 | 30 | 70 |
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种高浓度难降解废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）沉淀：将废水流入沉淀池中，去除废水中比重大于水的颗粒物；其中，沉淀时间为1.0～2.5 h；
2）厌氧处理：对步骤1）沉淀处理后的废水进行厌氧处理；其中厌氧处理的时间为10～40 h；
3）氧化处理：对步骤2）厌氧处理后的废水进行氧化处理；所述氧化处理包括采用强氧化剂、纯氧曝气或臭氧氧化的方式进行氧化处理；
4）无机陶瓷膜反应器：将步骤3）氧化处理后的水通入无机陶瓷膜反应器中，通过无机陶瓷膜反应器中的好氧微生物将水中的有机物利用分解，并通过无机陶瓷膜组件过滤截留出水，将微生物及杂质截留在反应器中，清水成为最终出水；其中，无机陶瓷膜反应器的处理时间为6~7 h。
2.根据权利要求1所述高浓度难降解废水的处理方法，其特征在于，步骤1）中所述沉淀池的表面水力负荷为1.2～2.0 m3/(m2·h)。
3.根据权利要求1所述高浓度难降解废水的处理方法，其特征在于，步骤2）中所述厌氧处理包括采用厌氧菌进行处理，所述厌氧菌包括脱硫弧菌属、硝酸盐还原细菌、脱氮硫杆菌、脱氮极毛杆菌、脱硫肠状菌属、产甲烷杆菌属和产甲烷球菌属。
4.根据权利要求1所述高浓度难降解废水的处理方法，其特征在于，步骤3）中所述强氧化剂包括质量浓度为35%的双氧水；采用所述双氧水进行氧化处理时，双氧水的加药量为60~120 L/t废水，处理时间为1~1.5 h。
5.根据权利要求1所述高浓度难降解废水的处理方法，其特征在于，步骤3）中所述强氧化剂包括芬顿试剂；采用所述芬顿试剂进行氧化处理时，先将待处理废水的pH值用硫酸调至4～5，然后向废水中加入硫酸亚铁和双氧水，混合均匀，处理30~35 min后，再用氢氧化钠将处理后的废水调至中性；所述硫酸亚铁和双氧水的质量比为2~3:1。
6.根据权利要求1所述高浓度难降解废水的处理方法，其特征在于，步骤3）中所述采用纯氧曝气的方式进行氧化处理时，采用微孔连续曝气方式，停留时间为2~2.5 h；其中，所述纯氧的纯度为90~95%。
7.根据权利要求1所述高浓度难降解废水的处理方法，其特征在于，步骤3）中所述采用臭氧氧化的方式进行氧化处理时，将臭氧通入步骤2）厌氧处理后的水中，进行臭氧氧化处理30~40 min；水中的臭氧浓度为10~20 mg/L。
8.根据权利要求1所述高浓度难降解废水的处理方法，其特征在于，步骤4）中所述好氧微生物包括好氧细菌和原生动物；所述好氧细菌包括假单胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属、微杆菌属、黄杆菌属和粪大肠菌属；所述原生动物包括粗袋鞭虫、沟钟虫和小口钟虫。
9.根据权利要求1所述高浓度难降解废水的处理方法，其特征在于，步骤4）中所述无机陶瓷膜包括板式中空纤维陶瓷膜。
10.根据权利要求1所述高浓度难降解废水的处理方法，其特征在于，所述无机陶瓷膜的膜通量为20~100 L/（m2·h）；所述无机陶瓷膜的孔径为0.1~0.2μm。
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